分布式并网发电系统孤岛检测研究

由于电力负荷的急速增长以及人类所面临的日益严峻的环境问题,近些年以太阳能、风力和燃料电池为主要能源的分布式发电技术在世界各国得到不断发展,并且将成为今后电力工业发展的一个重要方向。分布式发电不仅能解决能源和环境问题,还能降低成本,减少电能损耗,提高电力系统的稳定性和灵活性。然而,分布式发电在给人们带来各种利益的同时,也将面临巨大的技术挑战。分布式发电系统与电网的并网运行,将使分布式发电系统本身以及整个系统的结构和运行方式都发生重大变化。因此,如何保证新的复杂电力系统安全可靠运行将成为分布式发电技术研究的重要内容,孤岛检测及相关技术的研究就是其中非常重要的一个组成部分。 目前,国内外学者提出了多种孤岛检测方法。这些方法按检测位置可分为电网侧的远程检测法和分布式电源侧的本地检测法。远程检测法不受分布式电源类型的限制,而本地检测法根据分布式电源类型的不同不完全一样。电网侧远程检测成本较高,技术实现较为困难,一般很少采用,基本上都采用分布式电源侧的本地检测法。本地检测法又可分为主动式检测法和被动式检测法。主动式检测法灵敏度高,但会影响系统的稳定性和供电质量,而现有的被动式检测法检测盲区都比较大。 针对现有方法的不足,本文对被动式本地检测法进行简单原理分析后,在现有文献基础上提出了以并网公共连接点处频率变化与负荷电压变化之比?f ?VL为检测指标的新型关键电量变化率检测法。该方法首先根据公共连接点电压幅值或频率的变化识别系统发生扰动,然后计算?f ?V L值与所设定的阈值相比较,如果比阈值大则认为孤岛发生,否则认为系统发生的是其它扰动。 本文分别以并网逆变器型和小功率同步发电机型分布式发电系统为例,在考虑负荷突变、电网电压波动、谐波污染、功率不匹配等因素对孤岛检测的影响的基础上做了MATLAB仿真实验研究,结果表明该方法简单可行,快速可靠,灵敏度高,抗干扰能力强,检测盲区极小,且不受分布式电源类型的限制。